CN208682071U - 一种直接挤出高光洁度的uhmwpe管材的挤出设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直接挤出高光洁度的UHMWPE管材的挤出设备。该套设备由混合机、喂料机、双转子连续密炼单螺杆挤出机模块、定型装置及冷却系统、牵引切割堆放等组成。本实用新型通过优化配方，采用合适的加工工艺，新型的双转子连续密炼保证UHMWPE连续混炼，设备附加的高效单螺杆挤出机保证了UHMWPE熔体的连续输送，同时挤出机的管材模头采用特制结构，减少了UHMWPE熔体输送到模头的阻力，且该设备具有摩擦生热能力，使得UHMWPE熔体连续输送，未形成“料塞”、“抱杆”等加工瓶颈，大大降低了设备生产能耗，同时设备自动化程度高、节省劳动力和维护成本。

Description

一种直接挤出高光洁度的UHMWPE管材的挤出设备

技术领域

本实用新型涉及一种直接挤出高光洁度的UHMWPE管材的挤出设备，特别涉及一种用于生产高光洁度的UHMWPE管材的设备。

背景技术

近年来，针对于“鲨鱼皮”的熔体流动不稳定、熔体循环性破裂等现象，已经成为热塑性聚合物加工不得不解决的首要难题之一。UHMWPE因分子量大，分子链长，易缠结，临界剪切速率低，挤出过程中易发生熔体破裂，不仅限制其挤出加工的效率、产品尺寸稳定性和表面光泽度等，更加严重制约了加工经济的发展。因此，UHMWPE的高效加工成型取决于有效解决“鲨鱼皮”等熔体破裂问题和引入恰当的成型设备。

为解决这些加工瓶颈，许多聚合物助剂和新型加工设备应运而生，如四柱塞式螺杆挤出机、拉伸流变和双转子连续密炼单螺杆挤出设备等。由含氟弹性体和氟塑料改进而来的含氟助剂（Polymer Processing Additives，简称 PPA）是一种新型的加工助剂，高效、实用、优质，主要被用于高粘度聚烯烃，以消除熔体表面熔融断裂。PPA 的主要作用效果提高产能，改善低融值树脂的加工性，提高产品性能的均匀性，拓宽树脂加工窗口，改善产品表面光泽度和光滑度；降低或减少树脂的使用量，减少熔体破裂，降低熔体压力，减少模口积料，减少熔体凝胶量，缩短产品换色时间，减少生产中待料时间，降低加工温度，减少树脂分解，降低能耗。

此外，鉴于UHMWPE管材挤出过程存在的瓶颈，采用含氟聚合物助剂消除表面缺陷和降低能耗的报道见诸较少，本实用新型引入了新型结构加工设备双转子连续密炼单螺杆挤出设备，该设备具有摩擦生热能力，生产自动化程度高，实现了UHMWPE原生态粉末良好塑化，保证连续混炼与高效单螺杆挤出。新型结构加工设备双转子连续密炼转子结构设计合理，单螺杆挤出机管材模头采用特殊结构设计，为一种消除熔接痕的管材模头，由进料口、尾模套、分流锥、动态分流筋、分流支架外环、分流支架内环、调节环、压板、口模、芯棒、增压环等构成，模头与料筒的连接固定采用连接法兰，模头与挤出机轴向连接、径向定位。

实用新型内容

针对上述背景技术的问题，本实用新型的目的在于提供一种直接挤出高光洁度的UHMWPE管材的挤出设备。

本实用新型的上述效果是通过如下技术方案实现的：

包括混合机、喂料机、双转子连续密炼机、单螺杆挤出机和管材模头；其特征在于，混合机位于喂料机上方，喂料机位于双转子连续密炼机上方，喂料转子位于下料搅拌器下方，且喂料转子的出料口与双转子连续密炼机进料口连接，双转子连续密炼机的出料口与单螺杆挤出机的进料口连接，单螺杆挤出机的出料口直接与管材模头连接，管材模头挤出物料；所述管材模头包括进料口，尾模套，分流锥，动态轮，轴承，电机，分流支架外环，分流支架内环，压板，口模，芯棒，熔体流道，增压环，调节环和支撑筋，尾模套与分流锥之间的相对位置的固定能确定进料量，尾模套与分流锥之间的入口处有进料口；分流支架外环和分流支架内环上分别有凸肩用来定位轴承位置的同时具有固定轴承的作用，动态轮设于分流支架内环与分流支架外环之间的空间中，支撑筋穿过且固定在两个轴承的内圈孔中以及穿过动态轮的轮孔，支撑筋外端连接电机，支撑筋与动态轮用键来配合锁定，位于动态轮两侧的支撑筋由分别固定于分流支架外环和分流支架内环中的轴承支承且能置于轴承中转动；支撑筋同时也承担动态轮的动力传输功能，所有动态轮的转速是一致的，以确保动态轮对流体的搅拌作用的均匀性；分流支架内环与分流锥用分流锥固定螺钉相连，用于固定分流锥的位置，分流支架外环与尾模套用尾模套固定螺钉相连，用于固定尾模套的位置，尾模套与分流锥同中心轴线，确保尾模套与分流锥之间的熔体流道间隙均匀；分流支架内环与芯棒用芯棒固定螺钉相连，增压环焊接在芯棒上，分流支架外环与调节环用螺钉相连，口模通过压板和锁紧螺钉的作用连接在调节环上，芯棒、调节环、口模三者具有同中心轴线，管材壁厚的均匀性能通过调节环上的调节螺钉进行调整。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过新型的双转子连续密炼保证UHMWPE连续混炼，设备附加的高效单螺杆挤出机保证了UHMWPE熔体的连续输送，同时挤出机的管材模头采用特制结构，减少了UHMWPE熔体输送到模头的阻力，且该设备具有摩擦生热能力，使得UHMWPE熔体连续输送，未形成 “料塞”、“抱杆”等加工瓶颈，大大降低了设备生产能耗；且该设备生产自动化程度高、节省劳动力、使用和维护成本较低。本发明制得的UHMWPE管材具有良好的表面光洁度，改善了UHMWPE的“鲨鱼皮”现象，提高了产能，有利于UHMWPE管材的成型。

附图说明

图1是本实用新型双转子连续密炼单螺杆挤出机模块设备结构示意图。图中：1为混合机；2为喂料机；3为料筒；4为喂料转子；5为下料搅拌器；6为双转子连续密炼机；7为变速箱；8为单螺杆挤出机；9为管材模头。

图2是本实用新型双转子结构的局部放大图。图中：10为异型机筒衬套。

图3是消除合缝线的管材模头剖面结构示意图。图中：11为进料口，12为尾模套，13为分流锥，14为动态轮，15为轴承，16为电机，17为分流支架外环，18为分流支架内环，19为压板，20为口模，21为芯棒，22为熔体流道，23为增压环，24为调节环，25为支撑筋。

图4是图3中管材模头A-A剖面的结构示意图。图中：14为动态轮，17为分流支架外环，18为分流支架内环，22为熔体流道，25为支撑筋，26为分流锥固定螺钉，27为芯棒固定螺钉，28为尾模套固定螺钉。

图5为图3中管材模头中动态分流筋结构的局部放大图。

图6为图3中管材模头中风车状动态轮模型图。

具体实施方式

下面结合具体实施例子对本发明做进一步详细说明。

如附图所示，一种直接挤出高光洁度的UHMWPE管材的挤出设备，包括混合机1、喂料机2、双转子连续密炼机6、单螺杆挤出机8、管材模头9；混合机1位于喂料机2上方，喂料机2位于双转子连续密炼机6上方，喂料转子4位于下料搅拌器5下方，且喂料转子4的出料口与双转子连续密炼机6进料口连接，双转子连续密炼机6的出料口与单螺杆挤出机8的进料口连接，单螺杆挤出机8的出料口直接与管材模头9连接，通过管材模头9挤出物料。

所述的双转子连续密炼机6包括两个密炼段、螺纹输送段A、第二螺纹输送段C和异型机筒衬套10、出料段E，螺纹输送段A的一端经变速箱7连接电机，双转子连续密炼机的螺纹输送段A的另一端与第一密炼段B相连，第一密炼段B经第二螺纹输送段C连接第二密炼段D，第二密炼段D与第一密炼段B的物料输送方向相同；所述的第二密炼段D与双转子连续密炼机6的出料段E相连接，出料段E经双转子连续密炼机6的出料口与单螺杆挤出机8的进料口连接。所述的异型机筒衬套10与双转子连续密炼机6的第二螺纹输送段C相互匹配。所述的双转子连续密炼机的转子旋转方式为异向、非等速和非啮合，其转速比能通过变速箱7在1：1~2的范围内进行调节。双转子连续密炼机的机筒为沿中线轴线剖分成可拆卸掀盖式，方便设备清洁、维护和修理和更换异型机筒衬套。异型机筒衬套10的匹配范围是第二螺纹输送段C，其异型凸起可以是圆弧形、梯形、三角形等规则或不规则形状。第二螺纹输送段C采用大螺距、间断式螺纹以适应异型机筒衬套结构，营造体积变化空间。喂料机的料仓上部为漏斗状、底部为球状，在喂料机2的料仓3底部的球状内部安装有防止物料架桥的下料搅拌器5，其动力来源于喂料机的喂料转子4的驱动电机。单螺杆挤出机8的进料口为漏斗状且在漏斗底部与当螺杆配合安装有压料转子。

如图3、图4所示，所述管材模头9与单螺杆挤出机8模口直接连接，连接方式为法兰轴向连接，径向定位。其包括进料口11，尾模套12，分流锥13，动态轮14，轴承15，电机16，分流支架外环17，分流支架内环18，压板19，口模20，芯棒21，熔体流道22，增压环23，调节环24，支撑筋25，分流锥固定螺钉26，芯棒固定螺钉27，尾模套固定螺钉28。尾模套12与分流锥13之间的相对位置的固定能确定进料量，尾模套12与分流锥13之间的入口处有进料口11；分流支架外环17和分流支架内环18上分别有凸肩用来定位轴承15位置同时具有固定轴承15的作用，动态分流筋是由动态轮14、轴承15、电机16以及支撑筋25组成，动态轮14设于分流支架内环18与分流支架外环17之间的空间中，支撑筋25穿过且固定在两个轴承的内圈孔中以及穿过动态轮14的轮孔，支撑筋25外端连接电机16，支撑筋25与动态轮14用键来配合锁定，防止打滑，位于动态轮14两侧的支撑筋25由分别固定于分流支架外环17和分流支架内环18中的轴承15支承且能置于轴承中转动；支撑筋25同时也承担动态轮14的动力传输功能，所有电机都是同步变频可调的即所有动态轮14的转速是一致的，以确保动态轮14对流体的搅拌作用的均匀性；分流支架内环18与分流锥13用分流锥固定螺钉26相连，用于固定分流锥13的位置，分流支架外环17与尾模套12用尾模套固定螺钉28相连，用于固定尾模套12的位置，尾模套12与分流锥13同中心轴线，确保尾模套12与分流锥13之间的熔体流道22间隙均匀，达到压力均衡的目的；分流支架内环18与芯棒21用芯棒固定螺钉27相连，增压环23焊接在芯棒21上，分流支架外环17与调节环24用螺钉相连，口模20通过压板19和锁紧螺钉的作用连接在调节环24上，芯棒21、调节环24、口模20三者同样要求具有同中心轴线，以确保管材壁厚的均匀性和压力均衡的目的，管材壁厚的均匀性也可以通过调节环24上的调节螺钉进行调整；流体从进料口11进入，在分流锥13的作用下由圆柱型流体分开成空心圆环并向前推进，经过动态分流筋时流体会被分成两股，这时流体在动态轮14的机械搅拌和流体的分子热运动的作用下均匀汇合，增压环23紧接在动态分流筋之后，凸起的增压环23使得此处的流道变窄而能给经过的流体增压，刚刚汇合的流体在增压环23的作用下受到较大的压力作用能有效的减少合缝线的存在；另外，动态分流筋和增压环23都具有均化流体的作用，使得管材质地均匀、减少缺陷；经过增压环23之后流道慢慢变窄，流体被慢慢压缩密实并进一步消除合缝线的存在；之后流道固定，管坯也慢慢被定型均化，再经过定径、冷却、切割等辅助设备，管材即可成型。

Claims (1)

1.一种直接挤出高光洁度UHMWPE管材的挤出设备，包括混合机、喂料机、双转子连续密炼机、单螺杆挤出机和管材模头；其特征在于，混合机位于喂料机上方，喂料机位于双转子连续密炼机上方，喂料转子位于下料搅拌器下方，且喂料转子的出料口与双转子连续密炼机进料口连接，双转子连续密炼机的出料口与单螺杆挤出机的进料口连接，单螺杆挤出机的出料口直接与管材模头连接，管材模头挤出物料；所述管材模头包括进料口，尾模套，分流锥，动态轮，轴承，电机，分流支架外环，分流支架内环，压板，口模，芯棒，熔体流道，增压环，调节环和支撑筋，尾模套与分流锥之间的相对位置的固定能确定进料量，尾模套与分流锥之间的入口处有进料口；分流支架外环和分流支架内环上分别有凸肩用来定位轴承位置的同时具有固定轴承的作用，动态轮设于分流支架内环与分流支架外环之间的空间中，支撑筋穿过且固定在两个轴承的内圈孔中以及穿过动态轮的轮孔，支撑筋外端连接电机，支撑筋与动态轮用键来配合锁定，位于动态轮两侧的支撑筋由分别固定于分流支架外环和分流支架内环中的轴承支承且能置于轴承中转动；支撑筋同时也承担动态轮的动力传输功能，所有动态轮的转速是一致的，以确保动态轮对流体的搅拌作用的均匀性；分流支架内环与分流锥用分流锥固定螺钉相连，用于固定分流锥的位置，分流支架外环与尾模套用尾模套固定螺钉相连，用于固定尾模套的位置，尾模套与分流锥同中心轴线，确保尾模套与分流锥之间的熔体流道间隙均匀；分流支架内环与芯棒用芯棒固定螺钉相连，增压环焊接在芯棒上，分流支架外环与调节环用螺钉相连，口模通过压板和锁紧螺钉的作用连接在调节环上，芯棒、调节环、口模三者具有同中心轴线，管材壁厚的均匀性能通过调节环上的调节螺钉进行调整。